激光雷达和单目视觉船舶智能导航系统

以为船舶提供定位服务、障碍物检测和避障航迹规划服务为目的,设计基于激光雷达和单目视觉的船舶智能导航系统。系统船载子系统中,由卫星信号接收机接收卫星信号,定位船舶位置后,障碍物检测单元使用单目视觉传感器、激光雷达,检测船舶周围的障碍物信息和距离信息,通过CAN总线网络将2种信息传输至地面监控子系统。监控端把获取的信息和电子海图相匹配,标识船舶坐标信息,使用基于激光雷达的障碍目标测距方法完成障碍物测距,结合已知定位信息与障碍物距离信息,设计船舶航行指令,由CAN总线网络发送至船载子系统的航行控制单元,驱动航迹控制器控制船舶航行,完成船舶智能导航。仿真实验表明,此系统可实现船舶智能导航,导航应用时可保证船舶不与动态障碍物碰撞。     

舰船导航系统CAN总线网络设计的关键技术

针对舰船传统导航系统中通讯方式的不足,提出了基于CAN总线的导航系统网络化方案,进行了双冗余CAN网络结构的设计。该方案中,综合导航显控台、各导航传感器及导航设备均挂接在CAN网络上,利用CAN总线这个开放统一的接口可以很好地实现各导航设备与舰船上其它系统的信息共享,从而提高了整个导航系统的自动化与可靠性。MATLAB仿真试验表明,基于CAN总线的导航系统网络化方案是可行的。     

北斗卫星导航系统的船舶监控应用及展望

自从2012年底正式系统运营以来,中国北斗卫星导航系统（BDS）在船舶领域发展迅猛,其精准定位和短报文收发能力,将导航和通信有机融合在一起,为海洋航行提供了极大的便利。我国的海洋渔业、远洋执法等部门,都将北斗系统作为重要的导航通信手段之一。文中向读者介绍了北斗卫星导航系统的发展现状,以及在船舶监控管理方面的系统应用,并结合船舶导航设备的不同应用场景,展现了北斗卫星导航系统在船舶通信领域的强大生命力。     

分布式传感技术在船联网系统中的应用

随着北斗导航系统的广泛使用,越来越多的船舶都装备了便携的卫星导航设备,随之又出现了以北斗导航卫星为基础的船联网系统,这为船舶的安全航行提供了强有力的保障。本文介绍船舶物联网技术的最新发展状况,总结船联网中的关键技术。基于船联网的特殊需求,设计出采用分布式传感网技术的通信导航系统,建立基于Kalman滤波融合算法的船联网信息通信模型。仿真实验表明,该分布式传感网模型具有较好的性能,应用价值较高。     

船舶组合导航系统故障识别的神经网络方法

为了能够准确地定位船舶的位置,船舶的导航设备系统需要给船舶提供精确的速度、位置等信息,单一的导航系统无法满足该要求,因此发展了组合导航系统。将多种导航设备构成一个整体,相互取长补短,这使得船舶的导航系统的精度得到了极大地提升。与此同时,随着组合导航系统的复杂性越来越高,其出现故障的因素也越来越多。本文基于神经网络方法,研究了船舶组合导航系统故障的识别技术。本课题的研究对于我国船舶组合导航系统的发展研究有着重要的指导作用。     

船舶操控室内的微机电惯性传感器精确导航研究

海上运输业繁荣发展,船舶越来越智能化和大型化。大型船舶内部结构复杂、体积庞大、设备众多,给船员的日常生活和船舶应急反应造成很大的影响。本文主要针对船舶操控室内的精确导航问题,提出了基于微机电传感器精确导航的方法,设计基于微机电惯性传感器的室内导航系统,实现船舶操控室内的精确导航。     

船用无线电导航仪器发展概况

当代海员导航方法,除了传统的推算导航、陆标导航及天文导航之外,发展得较快的是无线电导航。无线电导航是利用电波在空间速度最快而干扰最小的传送和接收来测定目标、确定船舶与目标的距离,引导船舶安全航行的。从无线电波动方式来分,有振幅系统、相位系统、时间差系统以及频率系统。按作用距离分,则有近程导航系统、中程导航系统、远程导航系统以及超远航导航系统。为了提高导航精度及其可靠性,又提出了组合导航,它把各种导航设备的接收信息,通过传感器输入到电子计算机中     

基于AIS-R模式的船舶定位系统研究和实现

目前,船舶无线电导航单纯依赖卫星导航系统存在安全隐患。为了保证沿海航行安全,国际海事组织(IMO)制订的世界无线电导航计划中号召世界各成员国研究基于船舶自动识别系统(AIS)测距定位的陆基无线电导航系统,并在多次技术会议中提议将强制船舶安装天基和陆基双备份定位导航系统。本文基于中国沿海已经布设完善的AIS岸站,通过测量岸站的无线电信号实现自主定位,不仅能够满足IMO未来将强制使用天基和陆基双备份定位系统的履约需求,而且利用现有AIS系统和设备就能够达到陆基定位系统的功能要求。     

四大导航系统在舰船作战系统中的应用

军事舰船在海上执行任务时,为了获取侦测目标的准确信息,需要借助导航系统实现航行线路的规划和目标的定位。本文介绍了全球范围内最为常用的4种导航系统:GPS导航系统、北斗卫星导航系统、伽利略导航系统和格洛纳斯(GLONASS)全球卫星导航系统,重点介绍了北斗卫星导航系统和GPS导航系统的原理,并基于成熟的导航技术,研究了舰船作战系统中导航系统的信息融合问题,开发了一种基于卡尔曼滤波算法的舰船组合导航系统的信息融合技术。试验表明,本文研究了舰船作战系统的导航信息融合技术可以提升侦察目标的准确度,提升作战水平。     

基于嵌入式数据库的船舶综合导航系统应用

随着船舶自动化、智能化程度不断提高,船载综合导航系统在大型船舶上的装机量越来越大。船舶综合导航系统集成了导航卫星、数据库、自动化控制等模块,为船舶正常航行提供航向、航线、姿态等重要信息。嵌入式数据是近几年来逐渐发展起来的一种基于嵌入式环境的数据库技术,可以实现对数据的便捷、统一管理。本研究对嵌入式数据库在船舶综合导航系统的应用问题进行研究,并详细介绍了嵌入式数据库的原理和综合导航系统的软件、硬件设计。